一种治理黑臭河流的复合微生物制剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及黑臭河道治理技术领域，特别是设及一种用于快速治理黑臭河流，削 减底泥的一种复合微生物菌剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济的发展和人口的增多，用水量不断增大，大量未经有效处理的农田 径流，工业废水和生活污水排入河道，一些河道几乎沦为纳污河。污染浓度远远超出了河道 的自净能力，大部份河道长期处于黑臭状态，严重影响了河道沿岸居民生活和城市形象。水 体污染物大量渺积，底泥厚度不断增加，河道过水断面减少，影响河道排洪，泄洪W及航运 功能。黑臭底泥也是河道重要的内源污染，通过耗氧，释放有机污染物和N，P营养盐等，使 上覆水体水质恶化。
[0003] 河道黑臭、底泥累积是我国城市河网的普遍现象。研究表明，底泥有机污染物长期 厌氧分解产生硫化氨等臭气W及硫化铁等有色金属硫化物，是造成黑臭的主要原因，底泥 氮、憐二次释放会构成水体富营养化。
[0004] 在河道黑臭治理方面，目前国际上流行的方法是通过提高底泥的氧化还原电位 巧曰投加硝酸巧，过氧化巧)，W氧化底泥硫化物和抑制底泥憐释放；其中，通过投加硝酸巧 来消除河道黑臭在国内外已有工程应用实例，然而该种技术存在处理周期长（1-2年)，且 容易促进氨氮和硝酸盐过量释放，造成氮的二次污染等缺点。目前，在快速消除底泥黑臭 方面国内外做了一些新的尝试，如在投加硝酸巧的同时加入其它氧化剂(过氧化巧或双氧 水)，或通过加大硝酸巧投加量来缩短处理周期，然而据报道，硫化物去除率达到96%W上的 处理周期仍然需要一个月左右；余光伟等在专利号201310230547. 6中公开了一种基于反 硝化除硫的黑臭河道底泥原位氧化技术，该技术包括黑臭河道湿法或干法投加底泥氧化剂 (硝酸巧与硝酸钢的混合物)、底泥氨氮浸提剂(氯化钢或氯化钟）和底泥酸碱调节剂(石灰 或稀硝酸)，能够同时除硫脱氮固憐，可快速消除河道黑臭，抑制底泥氮憐释放，提高水体水 质，其主要是投加一些化学氧化剂来促进底泥中的脱氮硫氧化细菌的生长来降解硫化物， 但MurphyTP等认为加入硝酸巧等能够加速PAHs(多环芳控）的生物降解作用，但投加硝 酸巧后，不同区域的有机物降解差别很大。含有憐的有机物能够提供营养憐酸盐，克服硝 酸盐沉淀憐酸盐无生物可用营养盐的缺陷，但憐含量较少的有机物则无法提低足够的憐酸 盐。硝酸巧对不同区域中憐的抑制差别较大，因此，有机物降解也呈现较大差别。另外，河 流污染底泥生物需氧量较高，修复中需要投加的氧化剂较大，因此存在成本高，实施困难的 问题。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种用于治理黑臭河流的复合微生物菌 剂，具体说是提供一种快速治理黑臭河流，削减底泥的复合微生物菌剂，该复合微生物菌剂 含有既能快速降解底泥的可挥发性硫化物（AVS)，还能在底泥层厌氧情况下，将亚硝酸盐， 氨态氮，硝酸盐还原成为氮气的脱氮硫杆菌，解决了底泥二次氮的二次释放问题，同时含有 富产蛋白酶，淀粉酶，纤维素酶的解淀粉芽抱杆菌与地衣芽抱杆菌，能利用多种酶系的分解 有机质而产生二氧化碳的酿酒酵母菌与产航假丝酵母菌，二氧化碳可作为脱氮硫杆菌的碳 源合成菌体。好氧菌(解淀粉芽抱杆菌与产航假丝酵母菌)能在氧含量充足的河道上层水体 进行快速繁殖而快速降解水体中的有机质，氨态氮与总憐。兼性厌氧菌(地衣芽抱杆菌与酿 酒酵母菌）能够快速削减底泥厚度，降低上覆水体的COD，TP，TN。
[0006] 并且利用微生物"共生、共存、共荣"的微生态学原理大部份菌是通过两两混合发 酵，大大减少了生产设备的投资与生产工作量。
[0007] 本发明的另一目的是提供该复合微生物菌剂的制备方法。
[0008] 为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是： 一种治理黑臭河流的复合微生物制剂的制备方法，包括W下步骤： 步骤鑛:脱氮硫杆菌菌粉的制备 A、 脱氮硫杆菌半固体种子活化培养：将脱氮硫杆菌种穿刺在半固体脱氮硫杆菌培养基 中，3(TC培养5-7天，待穿刺的菌线长出菌苔，即可作为活化的脱氮硫杆菌种 B、 脱氮硫杆菌种子培养：将活化的脱氮硫杆菌种接种至脱氮硫杆菌种子液体培养基 中，溫度30°C，厌氧培养5-7天，检测种子的0D420 > 0. 4,即为脱氮硫杆菌种子培养液； C、 发酵培养：将脱氮硫杆菌种子培养液与发酵培养基W1 :10-1 :20的接种量接种，培 养溫度3rC，第一天厌氧培养，揽拌速度为120转/分钟，第二天开始通气培养，通气量为每 分钟的液气比为1 :〇. 05,第Ξ天通气量为每分钟的液气比为1 :0. 1，第四天通气量为每分 钟的液气比为1 :〇. 15,从第五天开始，通气量为每分钟的液气比为1 :0. 2 ;待培养至60小 时，开始流加已经灭菌的100g/L的硫代硫酸钢溶液至发酵培养液中，在24小时内将发酵 培养液中的硫代硫酸钢的浓度调至5g/l，继续培养3-5天，待检测其0D420 > 1. 2,活菌数 > 50亿C化/ml,即可放罐，过滤后用轻质碳酸巧吸附，调节菌浓度为50亿C化/g，20-30°C 风干，即得脱氮硫杆菌菌粉； 其中，所述的脱氮硫杆菌种子液体培养基：五水合硫代硫酸钢5.0g，硝酸钟2.0邑， 碳酸氨钢1.0g，憐酸二氨钟2.0g，六水合硫酸儀0.5g，氯化巧0.005g，氯化锭0.5 邑，溶于1000mL水中，调节抑到7.0,121 °C灭菌30min备用；其中，所述的半固体脱氮 硫杆菌培养基为脱氮硫杆菌种子液体培养基中加1%的琼脂； 其中，所述的发酵培养基：五水合硫代硫酸钢4g/l，硝酸钟1g/l，氯化锭08g/l，憐酸 氨二钟3g/l，憐酸二氨钟1. 5g/l，二水氯化巧0.Ig/l，氯化儀0. 3g/l，碳酸氨钢4g/l，碳 酸巧20邑/1，微量元素20ml/l，抑到7.0,121 °C灭菌30min; 其中，所述的微量元素组成为：邸ΤΑ二钢0. 14g，硫酸亚铁0. 5g，浓硫酸0. 05ml，硫酸锋lOmg，氯化儘3mg，棚酸30mg，氯化钻20mg，氯化铜Img，氯化儀2mg，钢酸钢3mg，蒸馈水1000 毫升，P册-4,12TC灭菌15分钟。
[0009] 步骤巧、复合芽抱杆菌菌粉的制备 A、解淀粉芽抱杆菌菌种的制备 取出菌种保藏管，用LB固体培养基划平板进行复苏，37°C培养48小时。在平板下挑取 单个菌落接种50毫升LB培养基中，在培养箱中37Γ震荡培养24小时。种子采用5%的接 种量，接种至化大Ξ角瓶中，装液量为化，LB培养基，37°C震荡培养20-28小时，检测其菌 液浓度，活菌含量超过40亿c化/ml,即可作为解淀粉芽抱杆菌液体菌种； B、 地衣芽抱杆菌菌种的制备 取出菌种保藏管，用营养肉汁固体培养基划平板进行复苏，37°C培养48小时。在平板 下挑取单个菌落接种50毫升营养肉汁培养基中，在培养箱中37Γ震荡培养24小时。种子采 用5%的接种量，接种至化大Ξ角瓶中，装液量为化，营养肉汁培养基，37°C震荡培养20-28 小时，检测其菌液浓度，活菌含量超过20亿C化/ml,即可作为地衣芽抱杆菌液体菌种； C、 混合固体发酵 将上述制备的解淀粉芽抱杆菌液体菌种与地衣芽抱杆菌液体菌种W1 :1的比例混合 均匀后，W2%的接种量接种至灭菌的芽抱杆菌固体发酵培养基上，菌种与固体培养基混 合均匀后，将接好种的固体发酵培养基摊在发酵槽上，物料高度为15-25cm，前8小时控溫 37-40°C，8-20小时控溫39-42Γ，16小时后控溫37-39Γ，湿度保持为50%-75%，发酵24-32 小时，检测其总芽抱含量不低于100亿/g，解淀粉芽抱杆菌含量不低于50亿/g，地衣芽抱 杆菌含量不低于40亿/g，烘干或晒干，即得到复合芽抱杆菌菌粉； 其中，所述营养肉汁培养基：蛋白腺5g，牛肉膏3g，氯化钢5g，水lOOOmL，pH7. 2,固体培 养基中加入琼脂2〇/〇 ; 其中，所述LB液体发酵培养基：蛋白腺10,酵母膏5g/l，氯化钢10g/L;抑7.2,固体 培养基中加入琼脂2% ; 芽抱杆菌固体发酵培养基：教皮800kg，稻慷100kg，玉米粉50kg，豆巧粉50kg，硫酸儀 0.f5kg,硫酸锭1. 0kg,硫酸儘0.f5kg,料水比1 :1 ; 各培养基灭菌的条件为：〇. 10-0. 15MPa，121°C灭菌30分钟。
[0010] 步骤巧;、复合酵母菌粉的制备 采用酿酒酵母与产航假丝酵母菌按W下步骤进行培养： A、 酿酒酵母种子液的制备：取出酿酒酵母菌种保藏管，用PDA固体培养基划平板进行 复苏，3(TC培养48小时。在平板下挑取单个菌落接种200毫升PDA培养基中，在培养箱中 30°C震荡培养24小时。种子采用10%的接种量，接种至化PDA液体培养基中，30°C震荡培 养20-28小时，检测其菌液浓度，活菌含量超过10亿C化/ml,即可作为酿酒酵母菌种子液 体； B、 产航假丝酵母菌种子液的制备：取出产航假丝酵母菌菌种保藏管，用产航假丝酵母 固体培养基划平板进行复苏，30°C培养48小时。在平板下挑取单个菌落接种200毫升产航 假丝酵母培养基中，在培养箱中3(TC震荡培养24小时。种子采用5%的接种量，接种至化的 产航假丝酵母培养基，30°C震荡培养20-28小时，检测其菌液浓度，活菌含量超过6亿C化/ ml,即可作为产航假丝酵母菌种子液； C、 混合发酵培养：将上述制备的酿酒酵母菌种子液体与产航假丝酵母菌种子液按1 : 1的比例混合均匀后作为混合酵母种子，W5%的接种量接种至60化的酵母菌发酵培养基 中，开揽拌12化/min,通气量35化/min, 30°C培养20-28小时，待酵母菌总含量不低于30亿 C化/ml,产航假丝酵母菌含量不低于10亿C化/ml,即可结束发酵，板框过滤除水，剩下菌体 加轻质碳酸巧，调节菌浓为20亿C化/g，干燥即得到复合酵母菌粉； 其中，所述的PDA培养基：±豆200g，薦糖20g，水lOOOmU固体培养基中加入琼脂2% ; 其中，所述的产航假丝酵母培养基：薦糖12g，憐酸氨二钟0. 5g，碳酸巧5g，屯水硫酸 儀0. 5g，氯化铁0. 005g，酵母膏0. 4g，水1000ml抑7. 0-7. 2,固体培养基中加琼脂20g; 其中，所述的酵母菌发酵培养基：糖蜜120g/l，玉米粉lOg/l，玉米浆lOg/l，酵母 膏0. 3g/l，